请问一下STM32G4定时器TIM输入捕获频率测量的应用？

本文章基于国信长天M4开发板，讲述了STM32G4 定时器TIM输入捕获频率测量的应用，祝各位学生蓝桥杯比赛取得好成绩!





M4开发板 频率发生器部分原理图






由上图可以看出，开发板上配置了两个555作为频率发生器，通过可调电阻R39，R40可调节输出频率，两个输出引脚分别连接在PA15和PB4引脚上。查阅芯片资料，可以得知这两个引脚可用作以下定时器的输入捕获：

PA15  --> TIM2_CH1


PB4   --> TIM3_CH1
TIM 输入捕获 使用步骤

下面将基于硬件原厂提供的显示屏示例代码：HAL_06_LCD 介绍ADC的使用步骤：
① 添加 stm32g4xx_hal_tim.c，stm32g4xx_hal_tim_ex.c
双击Drivers/STM32G4xx_HAL_Driver,打开添加文件对话框，在向上一级 -> Drivers -> STM32G4xx_HAL_Driver -> Src中，找到stm32g4xx_hal_tim.c 和 stm32g4xx_hal_tim_ex.c 并添加。添加后如下图所示：





② 修改 stm32g4xx_hal_conf.h 文件
在如下位置找到该文件，并打开：





取消注释 #define HAL_TIM_MODULE_ENABLED 这一行，取下注释后如下图所示：





③ main.c 添加#include "stm32g4xx_hal_tim.h"
在 main.c 适当位置添加#include "stm32g4xx_hal_tim.h"，添加后如下图所示：





④ 复制如下 TIM 初始化的代码
注意：下列代码包含了TIM2_CH1和TIM3_CH1的初始化，同学们按需复制！

TIM_HandleTypeDef htim2,htim3;
uint32_t  cc1_value_2 = 0;
uint32_t  f40_2 = 0, f40_3 = 0; //分别用来存储TIM2_CH1和TIM3_CH1的捕获频率


void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
        cc1_value_2 = __HAL_TIM_GET_COUNTER(htim);
        __HAL_TIM_SetCounter(htim,0);
        HAL_TIM_IC_Start_IT(htim, TIM_CHANNEL_1); //启动频率捕获
       
        if(htim == &htim2)
        {
                f40_2 = 1000000/cc1_value_2;
        }
       
        if(htim == &htim3)
        {
                f40_3 = 1000000/cc1_value_2;
        }
}


static void MX_TIM2_Init(void) //定时器2输入捕获初始化
{
        TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
        TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC = {0};
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
       
        __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();


        htim2.Instance = TIM2;
        htim2.Init.Prescaler = 80;
        htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
        htim2.Init.Period = 0xFFFF;
        htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
        htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
        HAL_TIM_IC_Init(&htim2);
       
        sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
        sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
        HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig);
        sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;
        sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
        sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
        sConfigIC.ICFilter = 0;
        HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim2, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1);

        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_15;
        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; //复用推挽输出
        GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
        GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM2; //复用为定时器2
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); //初始化PA15
       
        HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 0, 0);
        HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
       
        HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_1);//启动定时器2
}


void TIM2_IRQHandler(void) //定时器2中断
{
  HAL_TIM_IRQHandler(&htim2);
}




static void MX_TIM3_Init(void) //定时器3输入捕获初始化
{
        TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
        TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC = {0};
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
       
        __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();
       
        htim3.Instance = TIM3;
        htim3.Init.Prescaler = 80;
        htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
        htim3.Init.Period = 0xFFFF;
        htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
        htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
        HAL_TIM_IC_Init(&htim3);
       
        sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
        sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
        HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig);
       
        sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;
        sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
        sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
        sConfigIC.ICFilter = 0;
        HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim3, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1); //使用通道1
       
        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_4;
        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; //复用输出模式
        GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
        GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF2_TIM3; //复用为定时器3
        HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); //初始化PA15
       
        HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn, 0, 0);
        HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);
       
        HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3, TIM_CHANNEL_1); //启动定时器3
}


void TIM3_IRQHandler(void) //定时器3中断函数
{
  HAL_TIM_IRQHandler(&htim3);
}
⑤ 在main() 中调用 MX_TIM2_Init(); , MX_TIM3_Init();
如下图所示，在main() 函数的适当位置调用 MX_TIM2_Init(); , MX_TIM3_Init();





⑥ 获取捕获的频率
在main() 的while()中插入如下代码：
        char buf[64] = {0};                sprintf(buf , "TIM2(R40): %d Hz", f40_2);        LCD_DisplayStringLine(Line8, (uint8_t *)buf);                sprintf(buf , "TIM3(R39): %dHz", f40_3);        LCD_DisplayStringLine(Line9, (uint8_t *)buf);                HAL_Delay(100);




⑦ 运行效果图



总结

TIM 定时器输入捕获 使用步骤总结如下：

• 添加stm32g4xx_hal_tim.c，stm32g4xx_hal_tim_ex.c
  
• 打开 stm32g4xx_hal_conf.h ，取消注释 HAL_TIM_MODULE_ENABLED
  
• 主函数 添加 #include "stm32g4xx_hal_tim.h"
  
• 复制(手打)代码 到 main() 上面；
  
• 在主函数中调用 MX_TIM2_Init(); , MX_TIM3_Init();
  
• 捕获的频率值存放在变量 f40_2 和 f40_3 中
  
  

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